秦皇島海濱公園風(fēng)景林景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)與影響因素分析*

魏暉，李婷婷，張蒙靜，宋文馨，成克武

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與旅游學(xué)院，河北 保定 071000)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市居民生活水平的不斷提高，人們對(duì)于森林游憩的需求日益增加。風(fēng)景林作為森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)中自然景觀的主要構(gòu)成要素[1]，不僅可以創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境，形成美麗的景色，而且能為人們提供觀賞游憩的活動(dòng)場(chǎng)所，帶來美的享受，因此逐漸受到公眾的喜歡。改善風(fēng)景林結(jié)構(gòu)，提高其景觀質(zhì)量是風(fēng)景林建設(shè)和管理中的重要任務(wù)。國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者開展了大量針對(duì)天然林的景觀評(píng)價(jià)，通過分析景觀質(zhì)量狀況與林分結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為風(fēng)景林構(gòu)建和管理提供理論依據(jù)[2-5]。

風(fēng)景林景觀評(píng)價(jià)主要是根據(jù)人類的審美偏好，從觀賞角度探索理想的森林結(jié)構(gòu)和類型，為指導(dǎo)森林景觀資源管理提供基本依據(jù)[2]。風(fēng)景林景觀評(píng)價(jià)依賴于評(píng)價(jià)者與審美對(duì)象之間的空間距離，可分為林外景觀評(píng)價(jià)和林內(nèi)景觀評(píng)價(jià)兩種類型[3]。林內(nèi)景觀展現(xiàn)森林的自然美和意境美，是體驗(yàn)認(rèn)知森林、開展森林游憩娛樂活動(dòng)的主要場(chǎng)所[4]，因此在森林景觀評(píng)價(jià)中占據(jù)主要位置。由Daniel和Boster提出的美景度評(píng)價(jià)法(scenic beauty estimation，簡(jiǎn)稱SBE法)是目前較為常用的森林景觀評(píng)價(jià)方法之一[5-6]。如：Gary等[7]采用SBE法對(duì)猶他州不同風(fēng)景林景觀進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出了不同景觀類型的管理模式；Ribe[8]運(yùn)用SBE法對(duì)美國(guó)和加拿大太平洋西北部的森林進(jìn)行了景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)，探討了經(jīng)營(yíng)模式對(duì)森林景觀質(zhì)量的影響；Schroedre等[9]利用SBE法對(duì)西黃松(Pinusponderosa)近景景觀美景度進(jìn)行評(píng)價(jià)，探討美景度影響因子選擇與森林管理之間的關(guān)系。國(guó)內(nèi)針對(duì)風(fēng)景林評(píng)價(jià)的研究大多聚焦于天然林和次生林為主的山地風(fēng)景林[10-12]，而對(duì)于平原地區(qū)尤其是平原城市周邊風(fēng)景林景觀評(píng)價(jià)的研究相對(duì)不足[13-14]，而此類風(fēng)景林往往是城市居民利用率最高的類型。在評(píng)價(jià)方法方面，國(guó)內(nèi)對(duì)于SBE法的應(yīng)用還比較少[7]，僅有個(gè)別學(xué)者利用SBE法對(duì)城市森林景觀進(jìn)行了評(píng)價(jià)[14]。由于山區(qū)和平原風(fēng)景林在地形環(huán)境、森林起源和結(jié)構(gòu)方面存在較大差異，山地風(fēng)景林景觀評(píng)價(jià)的成果不一定適合于平原地區(qū)風(fēng)景林建設(shè)，因此有必要開展針對(duì)平原地區(qū)風(fēng)景林的評(píng)價(jià)。

秦皇島海濱國(guó)家森林公園位于河北省秦皇島市北戴河海濱平原地區(qū)，前身為秦皇島海濱林場(chǎng)，公園內(nèi)風(fēng)景林源于20世紀(jì)60年代營(yíng)造的人工生態(tài)防護(hù)林。隨著1991年該林場(chǎng)被批準(zhǔn)設(shè)立為國(guó)家森林公園，原有的生態(tài)防護(hù)林轉(zhuǎn)變成風(fēng)景林，但林分結(jié)構(gòu)和景觀效果還存在不足，無法充分滿足游客的小憩需求。因此，本研究擬采用SBE法對(duì)秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林林內(nèi)景觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析其不足和主要影響因素，為該風(fēng)景林結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。

1 研究區(qū)概況

秦皇島海濱國(guó)家森林公園位于秦皇島北戴河海濱平原地區(qū)(39°51′～39°52′N、119°29′～119°31′E，海拔2.0 m，)，占地面積約10 km2，距離海岸約500 m，受人為干擾較少。所處區(qū)域?qū)儆谂瘻貛О霛駶?rùn)大陸性氣候，年平均氣溫11 ℃，7月份平均氣溫25 ℃，年降水量630 mm，土壤為海濱風(fēng)積沙土。公園內(nèi)風(fēng)景林全部為人工林，主要為白樺(Betulaplatyphylla)林、毛白楊(Populustomentosa)林、加楊(P.canadensis)林、刺槐(Robiniapseudoacacia)林及黑松(Pinusthunbergii)林5種類型，其中毛白楊、刺槐、黑松和加楊均為20世紀(jì)60年代營(yíng)造的同齡人工純林，白樺林為2004年栽植的3 a生實(shí)生苗形成。這些林分自營(yíng)造以來一直處于封山育林狀態(tài)，無人為活動(dòng)干擾。

2 研究方法

采用SBE法進(jìn)行景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)，運(yùn)用數(shù)量化理論I等效模型概念[15]，通過SPSS計(jì)算，得出景觀評(píng)價(jià)模型[2]。研究過程按照SBE法的標(biāo)準(zhǔn)步驟進(jìn)行[3]。

2.1 樣地選取與調(diào)查

為保證樣地調(diào)查能包括各種林分類型，首先對(duì)研究區(qū)進(jìn)行全面踏查，確定不同類型風(fēng)景林的分布情況，采用典型樣地調(diào)查法對(duì)每種類型進(jìn)行調(diào)查，選擇可及性好、具有代表性并能夠充分反映林內(nèi)景觀特征的典型林分設(shè)置樣地。

共設(shè)置38塊樣地，樣地規(guī)模為20 m×20 m。調(diào)查記錄樣地內(nèi)喬木的種類、數(shù)量、胸徑、樹高及枝下高。同時(shí)，記錄灌木層和草本層植物的種類、數(shù)量、高度及蓋度。樣地基本情況見表1。

表1 樣地調(diào)查概況

2.2 景觀照片拍攝

在樣地調(diào)查的同時(shí)，拍攝各類型風(fēng)景林的景觀照片，用于不同類型風(fēng)景林景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)。為保證照片效果基本一致，本研究采用同一臺(tái)相機(jī)、同一攝影者拍攝，取景以客觀反映林內(nèi)景觀特征為原則，遵循參照SBE法所采用的攝影規(guī)范[14-16]，共收集114張?jiān)颊掌?/p>

2.3 景觀影響因素選取

參考已有的森林景觀評(píng)價(jià)研究文獻(xiàn)[2-3,14]，結(jié)合秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林林內(nèi)景觀的實(shí)際情況，以能夠充分反映風(fēng)景林林內(nèi)景觀特征為原則[17-20]，共篩選出14個(gè)景觀影響因素詳見(表2)。其中林分類型、枝下高、平均胸徑、平均樹高、林分密度、草本高度、灌草蓋度、林內(nèi)透視距離等影響因素根據(jù)各林分類型的樣地調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算獲得，樹干形態(tài)、林下層整齊度、綠視率、色彩豐富度、藤本纏繞與枯落物等影響因素根據(jù)景觀照片中林內(nèi)景觀特征情況獲得。

表2 林內(nèi)景觀影響因素分解

各項(xiàng)影響因素的細(xì)分指標(biāo)見表2，其中灌草蓋度分為4個(gè)等級(jí)類目，林分類型分為5個(gè)等級(jí)類目，其余12個(gè)景觀要素各分為3個(gè)等級(jí)類目，將“1、2、3、4、5”作為分別對(duì)應(yīng)不同等級(jí)類目的反映值[4]。

2.4 美景度評(píng)價(jià)

把根據(jù)選取的美景度影響因素，體現(xiàn)美景度影響因素的照片篩選出來，確保每個(gè)影響因素都有相應(yīng)的照片，一共篩選出60張照片作為評(píng)價(jià)的對(duì)象。在評(píng)價(jià)者選擇方面，有學(xué)者研究表明[21]，不同群體或文化背景的評(píng)判者之間的審美差異在統(tǒng)計(jì)學(xué)上并不顯著。據(jù)此，本次評(píng)價(jià)選擇河北農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林、園林、旅游管理專業(yè)的大學(xué)生、研究生和相關(guān)專業(yè)的老師共計(jì)80人作為景觀質(zhì)量的評(píng)判者，采用網(wǎng)絡(luò)問卷的評(píng)價(jià)方式，選擇“喜好度”作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]，分為7個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表3)。經(jīng)過整理，最終得到76份有效問卷。

表3 風(fēng)景林林內(nèi)景觀評(píng)價(jià)賦分標(biāo)準(zhǔn)

2.5 美景度值標(biāo)準(zhǔn)化

為了消除不同評(píng)判者之間的審美尺度差異，對(duì)評(píng)價(jià)得到的美景度值按下列公式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化[22]。

Zij=(Rij-Rj)/Sj

式中：Zij表示第j個(gè)評(píng)判者對(duì)第i個(gè)景觀的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)化值；Rij表示第j個(gè)評(píng)判者對(duì)第i個(gè)景觀的評(píng)判值；Rj表示第j個(gè)評(píng)判者對(duì)林內(nèi)景觀的所有評(píng)判值的平均值；Sj表示第j個(gè)評(píng)判者對(duì)林內(nèi)景觀的所有評(píng)判值的標(biāo)準(zhǔn)差。將標(biāo)準(zhǔn)化值求其平均值，即為各景觀照片的美景度值。

2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 2016統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并制作圖表，使用SPSS 26.0進(jìn)行方差分析、多元線性回歸分析及相關(guān)性分析[2,23]。

3 結(jié)果與分析

3.1 美景度標(biāo)準(zhǔn)化得分值

由表4結(jié)果看出，60張照片的美景度值為-1.246～1.402，林內(nèi)景觀美景度平均值為0.053，說明公眾對(duì)秦皇島森林公園風(fēng)景林整體景觀喜好程度為一般[22]。5種林分類型風(fēng)景林美景度平均值從高到低依次為加楊林>毛白楊林>刺槐林>白樺林>黑松林，其中加楊林美景度平均值顯著性大于其它4種類型(P<0.05)。

美景度值經(jīng)過K-S檢驗(yàn)，結(jié)果服從正態(tài)分布(D=0.610，P=0.200>0.05)，滿足進(jìn)一步分析和建模的要求[2]。

3.2 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

3.2.1 林內(nèi)景觀影響因素與美景度的相關(guān)性分析

以各景觀照片美景度值為因變量，14個(gè)影響因素為自變量，采用Backward法進(jìn)行影響因子篩選[24-25]。結(jié)果表明：枝下高、平均胸徑、林分密度、林內(nèi)透視距離、樹干形態(tài)與美景度有極顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，綠視率、枯落物、林分類型、草本高度、平均樹高、灌草蓋度、藤本纏繞、色彩豐富度、林下層整齊度與美景度相關(guān)關(guān)系未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，故在評(píng)價(jià)模型構(gòu)建過程中剔除(表5)。

表4 景觀照片美景度得分值

3.2.2 林內(nèi)景觀評(píng)價(jià)模型的建立

以保留下來的“枝下高X2”“平均胸徑X3”“林分密度X5”“樹干形態(tài)X6”“林內(nèi)透視距離X14”這5個(gè)影響因素下的15個(gè)類型為自變量，建立林內(nèi)景觀評(píng)價(jià)模型為：

SBE=-0.753-0.774X2-1+0.206X2-3+0.230X3-2+0.402X3-3+0.650X5-1+0.460X5-2+0.395X6-1+0.174X6-2+0.281X14-1-0.092X14-3(R2=0.855，P<0.001)。

表5 林內(nèi)景觀評(píng)價(jià)模型建模偏相關(guān)系數(shù)運(yùn)算結(jié)果

其中：X2-1表示枝下高<1/4樹高，X2-3表示枝下高>1/2樹高，X3-2表示平均胸徑為10～20 cm，X3-3表示平均胸徑>20 cm，X5-1表示林分密度<800 株/hm，X5-2表示林分密度為800～1 200 株/hm2，X6-1表示樹干形態(tài)為通直，X6-2表示樹干形態(tài)為一般，X14-1表示林內(nèi)透視距離為數(shù)倍樹高，X14-3表示林內(nèi)透視距離為不可透視。

對(duì)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行線性F檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為極顯著水平(F=20.064，P<0.001)，可建立線性模型?；貧w系數(shù)t檢驗(yàn)的概率P值均小于顯著性水平α(0.05)，解釋變量與被解釋變量關(guān)系顯著。因此，本模型可作為秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林景觀質(zhì)量的評(píng)價(jià)模型。

3.3 林內(nèi)景觀美景度影響因素分析

根據(jù)評(píng)價(jià)模型的回歸系數(shù)，得出各影響要素對(duì)林內(nèi)景觀美景度的貢獻(xiàn)率如下(表6)。

(1)枝下高對(duì)美景度的貢獻(xiàn)率達(dá)30.9%，位居第一，是影響美景度的最關(guān)鍵因素。從表6可以看出，美景度隨著枝下高的增加而升高。這與李翠翠[26]、艾婧文等[27]的研究結(jié)果相同。究其原因：枝下高較高的林分，其林內(nèi)空間往往顯得較為開闊，而枝下高較低時(shí)，林內(nèi)環(huán)境較為雜亂且通視性差，給人產(chǎn)生一種擁擠、壓抑感，降低游客進(jìn)入林內(nèi)進(jìn)行觀賞的意愿，影響人們的喜好程度。

表6 林內(nèi)景觀評(píng)價(jià)模型中各類型得分值

(2)林分密度對(duì)美景度的貢獻(xiàn)率為26.0%，位居第二。由表6可知，美景度隨著林分密度的增大而降低。其原因在于林分密度過大時(shí)，喬木層競(jìng)爭(zhēng)較為強(qiáng)烈，喬木個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育受到影響，其胸徑、樹高、冠幅往往偏小，林內(nèi)空間的通視性下降，林下灌草層的生長(zhǎng)發(fā)育不良，層次結(jié)構(gòu)單調(diào)，從而降低景觀的美景度。這一點(diǎn)與相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果一致[3]。因此保持合理的林分密度能改善林內(nèi)美景度。

(3)平均胸徑對(duì)美景度的貢獻(xiàn)率為16.1%，位居第三。從表6可以看出，美景度隨著平均胸徑的增大而升高，說明評(píng)價(jià)者更加偏愛大徑級(jí)林木。其原因在于胸徑過小的樹木達(dá)不到人們對(duì)自然景色觀賞的期望值，粗壯的樹木給人以挺拔壯闊之感，游客更能感受到大自然的偉大力量，反映出大樹是美景度提高的重要影響因素[19,28-29]。

(4)樹干形態(tài)對(duì)美景度的貢獻(xiàn)率為15.8%，位居第四。由表6可知，當(dāng)樹干通直時(shí)，美景度普遍較高。公眾更傾向于干形優(yōu)美、樹干通直的林內(nèi)景觀，通直的樹干給人以挺拔向上的感覺，而彎曲的樹干往往由于樹木個(gè)體生長(zhǎng)過程中空間擁擠受壓形成，多表現(xiàn)為生長(zhǎng)不良，從而降低林內(nèi)空間的透視性，進(jìn)而降低景觀的美景度[13,30]。

(5)林內(nèi)透視距離的貢獻(xiàn)率為11.2%，位居第五。由表6可知，公眾對(duì)于透視距離較大的林內(nèi)景觀接受度較高。這與王娜等[20]研究結(jié)果相同，即增加林內(nèi)透視距離能提升美景度。這是因?yàn)榱謨?nèi)透視距離較低不僅會(huì)影響游客向林內(nèi)觀賞的即視感，還會(huì)降低林內(nèi)景觀的可達(dá)性，從而影響森林游憩功能的實(shí)現(xiàn)。

4 討論與結(jié)論

SBE法作為目前森林景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)中常用的方法之一，它是以照片為媒介，反映一般大眾對(duì)于景觀照片的審美態(tài)度[31]。本文對(duì)風(fēng)景林景觀美景度的主要影響要素與崔義[14]對(duì)平原人工林的研究結(jié)果不同：一是影響因素的排列順序不同，最可能的解釋是不同人工林樹種不同、發(fā)育階段不同、層次結(jié)構(gòu)等不同可能會(huì)存在差異；二是本研究中林分密度是一個(gè)重要影響因素，而崔義研究中這一影響因素被剔除在外，可能是因?yàn)榇蘖x研究中的人工林密度相對(duì)較低，對(duì)景觀美景度影響較小而被排除，而本研究中各類型林分密度較高而其影響凸顯出來。其他影響因素包括枝下高、平均胸徑、樹干形態(tài)、林內(nèi)透視距離都較為一致，說明平原地區(qū)人工風(fēng)景林林內(nèi)景觀質(zhì)量與林內(nèi)擁擠程度以及林木的生長(zhǎng)情況關(guān)系密切，開闊的林下空間和較大的胸徑可以滿足人們對(duì)林內(nèi)景觀的審美需求。這一結(jié)果反映出不同地區(qū)平原人工林由于林分結(jié)構(gòu)差異，其景觀美景度影響因素不完全相同，需要根據(jù)具體類型進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。與以往學(xué)者對(duì)山地風(fēng)景林景觀影響因子分析結(jié)果相比[8-10,17,32]，色彩豐富度在本研究中被剔除在外，造成差異性的原因可能是因?yàn)樯降仫L(fēng)景林林內(nèi)物種多樣性較高，林內(nèi)景觀色彩較為豐富，而秦皇島海濱國(guó)家森林公園在起初營(yíng)建時(shí)為同齡純林，林內(nèi)景觀色彩較為單一。這一結(jié)果反映出平原地區(qū)人工林與天然林由于林分結(jié)構(gòu)和物種豐富度差異，其景觀美景度影響因素也不完全相同，需要根據(jù)立地條件進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

本研究采用SBE法對(duì)秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林景觀質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果表明：公眾對(duì)于秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林景觀喜好程度為一般，公園內(nèi)風(fēng)景林景觀質(zhì)量還有較大的提升空間；不同林分類型美景度平均值排序?yàn)榧訔盍?毛白楊林>刺槐林>白樺林>黑松林；林內(nèi)景觀美景度影響因素中，枝下高、平均胸徑、林分密度、樹干形態(tài)和林內(nèi)透視距離與美景度之間具有極顯著性相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，綠視率、枯落物、林分類型、草本高度、平均樹高、灌草蓋度、藤本纏繞、色彩豐富度以及林下層整齊度與美景度之間相關(guān)關(guān)系未達(dá)到顯著性水平(P>0.05)；秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)模型為：SBE=-0.753-0.774X2-1+0.206X2-3+0.230X3-2+0.402X3-3+0.650X5-1+0.460X5-2+0.395X6-1+0.174X6-2+0.281X14-1-0.092X14-3。

根據(jù)影響因素分析結(jié)果，結(jié)合不同林分類型風(fēng)景林林內(nèi)景觀現(xiàn)狀，針對(duì)秦皇島海濱國(guó)家森林公園風(fēng)景林景觀質(zhì)量提出以下優(yōu)化建議：(1)加楊林林分整體質(zhì)量排在第一，影響林內(nèi)景觀質(zhì)量的最主要問題是林下層整齊度低，林內(nèi)通視性較差，建議清理林下生長(zhǎng)較為雜亂的灌草層植物，控制灌草層植物的高度、蓋度，擴(kuò)大林內(nèi)視距；(2)毛白楊林與加楊林具有類似的林分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和問題，建議采取與加楊林相同的經(jīng)營(yíng)管理對(duì)策，同時(shí)割除部分更新質(zhì)量較差的個(gè)體，對(duì)于胸徑較大、干形優(yōu)美的個(gè)體進(jìn)行重點(diǎn)撫育；(3)刺槐林整體景觀質(zhì)量排在第三位，影響林內(nèi)景觀質(zhì)量的最主要問題是枝下高低、干形差，建議根據(jù)具體的林分生長(zhǎng)情況，在確保林木長(zhǎng)勢(shì)良好的情況下，適當(dāng)增加枝下高同時(shí)對(duì)于胸徑較大、干形優(yōu)美的個(gè)體進(jìn)行重點(diǎn)撫育；(4)白樺林整體景觀質(zhì)量排在第四位，影響林內(nèi)景觀質(zhì)量的最主要問題是林分密度過大，胸徑小，干形差、林內(nèi)通視性差，建議采取逐行間隔去除法，將現(xiàn)有白樺林密度降低一半，從而擴(kuò)大個(gè)體生長(zhǎng)空間，提高個(gè)體胸徑；(5)黑松林和白樺林具有類似的林分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和問題，建議采用近自然林經(jīng)營(yíng)技術(shù)，在保留一部分生長(zhǎng)良好的大徑木的同時(shí)，伐除部分干形差、生長(zhǎng)不良的個(gè)體。